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時速600公里高速磁浮車 2020年我國有望建成5條以上磁浮商業運營線路

2019-05-27 09:04:16  來源:第一財經

時速600公里!中國速度最快的陸地交通工具來了。

它沒有車輪,貼地飛行,比高鐵更快,噪音還小。如果有幸成為它的乘客,那將體驗“飛一般的感覺”。

5月23日,中國時速600公里高速磁浮試驗樣車在青島下線,比原計劃的2020年試驗樣車下線,提前了一年時間。

按照計劃,時速600公里高速磁浮工程樣車將在2020年下線;2021年在調試線上開展系統綜合試驗,完成集成驗證,形成高速磁浮工程化能力。

不過,多位軌道交通專家對第一財經記者表示,目前高速磁浮項目研發更多的是技術儲備。綜合成本、運力、市場、經濟意義等多種因素,它真正轉化為大眾交通工具,還有很長的一段路要走。

北京到上海僅需3.5小時

作為一種新興高速交通模式,高速磁浮最顯著的優點是“一高、一低、一大、一小”,即速度高、噪音低、載客量大、震動小。

同濟大學鐵道與城市軌道交通研究院教授孫章對第一財經記者表示,高速磁浮可以填補我國軌道交通的空白。

目前,高鐵最高運營時速為350公里,飛機巡航時速為800~900公里。時速600公里的高速磁浮恰好可以填補高鐵和航空之間的這段速度空白。

輪軌系統的軌道交通有一個局限,叫“粘著極限速度”。據計算,該極限速度約為350~400公里/小時,若考慮到噪音、震動、機械磨損等因素,實際運行速度還要低一些。

“也就是說,高鐵的運行速度是有上限的。而高速磁浮則可以突破輪軌交通的粘著極限速度。”孫章說,高速磁浮還擁有“快起快停”的技術優點,能發揮出速度優勢,既可用于長途運輸,也能適用中短途客運。

中國在800~1500公里中長距離的客運市場潛力巨大。由于有著較高的經濟運行速度,高速磁浮交通系統還適合于相距數十公里至數百公里的中心城市與附近重要城市之間的現代大容量高速客運交通系統,將是中國選擇建設大容量客運體系時考慮的重要方案之一。

高速磁浮課題負責人、中車四方股份公司副總工程師丁叁叁在接受媒體采訪時表示,按實際旅行時間計算,在1500公里運程范圍內,高速磁浮是最快的交通方式。以北京至上海為例,加上旅途準備時間,乘飛機需要約4.5小時,高鐵需要約5.5小時,而高速磁浮僅需3.5小時左右。

如此高的速度,能否保障安全呢?第一財經記者了解到,高速磁浮采用“抱軌”的方式運行,這樣列車就不會有脫軌風險,由于牽引供電系統布置在地面,采用分段供電,同一供電區間只能有一列車行駛,所以基本無追尾風險,安全系數高。

孫章告訴第一財經記者,中國研究高速磁浮除了填補軌道交通空白,還有技術儲備的考量。作為一種國際尖端技術,高速磁浮是當前世界軌道交通技術的一大制高點。

北京交通大學教授趙堅在接受第一財經記者采訪時表示,日本、德國等國都在攻關高速磁浮技術。中國主動參與國際高端技術研發,也是綜合國力競爭的考量,為未來更高層次的交通發展做技術儲備,也有可能應用于軍事。

日本從1972年就開始了磁浮列車試驗,目前日本擁有42.8公里的山梨磁浮試驗線。2015年4月,日本東海鐵路公司在山梨磁浮線路上進行測試,一舉創造了603km/h的世界磁懸浮載人列車行駛最高紀錄。

此次的磁懸浮列車測試是為日本中央新干線做準備,日本磁懸浮中央新干線設計時速為500公里,全長286km,由東京至名古屋,預期將于2027年建成通車。

關鍵核心技術各個擊破

高速磁浮交通系統關鍵技術研究課題,是科技部“十三五”(2016年~2020年)國家重點研發計劃“先進軌道交通”重點專項的課題之一,也是我國首批由企業牽頭組織實施的國家重點研發專項之一。該項目由中國中車股份有限公司承擔、中車青島四方機車車輛股份有限公司負責組織實施。

2016年10月,科技部組織召開“先進軌道交通”重點專項啟動會,高速磁浮項目正式啟動。公開資料顯示,參與本次項目申報單位包括中國中車企業14家、其他企業30家、院校16所、科研院所5家。項目團隊共計1529人,包括國家重點實驗室21個、國家工程研究中心21個、國家工程實驗室16個。

23日,中國中車在青島召開了磁浮交通系統關鍵技術階段成果匯報會暨首輛高速磁浮試驗樣車下線儀式。

丁叁叁介紹,經過近三年的技術攻關,課題團隊成功突破高速磁浮系列關鍵核心技術,車輛、牽引、運控通信等核心子系統研發取得重要階段性成果。

試驗樣車作為高速磁浮項目研發的重要環節,是高速磁浮的“實車級”試驗驗證平臺。丁叁叁表示,通過試驗樣車,可對高速磁浮關鍵技術及核心系統部件進行驗證和優化。試驗樣車的下線,為后續工程化樣車的研制打下了技術基礎。

中車株洲研究所旗下中車時代電氣(03898.HK)承擔了高速磁浮總體電氣系統工程化應用研究任務,其內容包括牽引供電、運行控制、車載三網、懸浮導向渦流制動等關鍵系統,涵蓋100多種、近2000臺/套核心產品。

時代電氣相關負責人對第一財經記者表示,經過三年研發,目前已完成整個電氣系統工程化方案,并在系統集成技術、關鍵設備研制與驗證、協同仿真平臺等方面取得了階段性成果。同時,在變流傳動系統設計、車載三網等磁浮核心技術研發方面,積累了寶貴的自主研發經驗。

上述負責人表示,按照項目計劃,時代電氣將于2020年完成磁浮樣機交付,并協同牽頭單位開展試驗線調試,為實現磁浮交通系統工程化應用奠定基礎,助推中國軌道交通產業在國際競爭中搶占制高點積蓄技術實力。

軌道交通的三大核心技術是一車(車輛)、二路(軌道)、三系統(信號系統)。信號系統作為軌道交通的“大腦”和“神經中樞”,是保障磁浮軌道交通安全高效運營的關鍵。

第一財經記者了解到,由中國通號集團承擔的國家重點研發任務《高速磁浮交通系統關鍵技術研究——運行控制系統自主化關鍵技術研究》正在推進中。該課題針對高速磁浮交通系統的技術特點和業務需求,實現時速600公里高速磁浮列車的安全防護和自動駕駛,實現全自動列車調度、路徑智能規劃、綜合運營監控等,并完成列車控制系統的產業化和工程化。

中國通號相關負責人告訴第一財經記者,該課題旨在將成熟的城軌及高鐵列控技術應用于高速磁浮列控領域,通過對關鍵技術差異分析研究和攻關,完成方案設計和原型驗證,為下一步的產品化及工程化奠定技術基礎,該任務的執行期限是到2020年12月。

中低速磁浮異軍突起

雖然高速磁浮技術攻關不斷取得突破,但專家分析,綜合成本、運力、市場、經濟意義等多種因素,高速磁浮真正轉化為大眾交通工具,還有很長一段路要走。

高速磁浮成本較高。比如,世界上第一條投入商業運營的磁浮線路——上海磁浮線,總投資高達89億元。孫章表示,目前日本高速磁浮的成本是高鐵的1.5倍,未來隨著技術進步成本可能會降低。另外,磁浮列車沒有車輪,行駛時與軌道不發生摩擦,日常維護成本相對較低,具備全壽命周期成本優勢。

趙堅告訴第一財經記者,現在僅僅是試驗樣車下線,軌道、線路都還沒有。即使技術上成熟,未來市場有多大,運量有多少,成本上是否具備可行性,都需要一一論證。普通公民真正坐上高速磁浮可能需要十幾年甚至更長的時間。

與此同時,近幾年中低速磁浮異軍突起。2016年5月,國內首條中低速磁懸浮線路——長沙磁浮快線載客試運營,磁懸浮以其安全性高、噪音小、造價低等特點受到普遍關注。目前國內已有北京、武漢、成都、廣州等近30個城市正在實施或計劃上馬中低速的磁浮項目。

今年5月6日,長沙磁浮快線交出運營三年的“答卷”——累計開行磁浮列車146547列次,運營里程273.5萬公里,共計運送旅客916.54萬人次,中國磁浮實現了從技術研發到商業應用的成功跨越。

中國工程院院士、西南交通大學教授錢清泉撰文表示,中低速磁浮軌道交通在投資造價、建設周期、運維等方面的成本僅為地鐵的約1/3,而且更加環保、綠色、快速、靈活、舒適。目前在技術方面已經十分成熟,是發展軌道交通的優質選項。

目前,中國各地正在加速布局磁浮交通。5月21日,濟南城市軌道交通二期建設規劃信息公布,未來還將引入中低速磁懸浮助力中運量軌道交通。根據《濟南城市發展戰略規劃(2018-2050年)》,濟南中運量軌道交通包括有軌電車、中低速磁懸浮,遠期將由23條線路構成,規模約410公里。

此外,長沙市擬在湘江新區規劃磁浮交通圈,武漢市把兩條中低速磁浮線列入軌道交通第四輪建設規劃。

錢清泉曾透露,到2020年,我國有望建成5條以上中低速磁浮商業運營線路。

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